云南油茶優(yōu)樹多指標(biāo)綜合選擇研究

1、云南油茶優(yōu)樹多指標(biāo)綜合選擇研究第40卷第3期2021年9月西部林業(yè)科學(xué)JournalofWestChinaForestryScienceVo1.40No.3Sept.2021云南油茶優(yōu)樹多指標(biāo)綜合選擇研究黃鈺,郎南軍,徐德兵,戶連榮,陳福,鄭學(xué)慧(1.西南林業(yè)大學(xué),云南昆明650224;2.云南省林業(yè)科學(xué)院,云南昆明650201)摘要:2021年通過對云南省油茶的主產(chǎn)區(qū)文山州富寧縣復(fù)選的139株油茶單株的果實(shí)三徑均值,果形系數(shù),平均單果重,平均單果籽實(shí)重,平均單果果皮重,鮮果出籽率,冠幅單位面積鮮果產(chǎn)量,冠幅單位面積鮮籽產(chǎn)量,出仁率等17個(gè)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)查,對其變量因子進(jìn)行平均正交旋轉(zhuǎn)后確定主成分

2、因子,對主成分因子選取果實(shí)三徑均值,果形系數(shù),平均單果重,鮮果出籽率,冠幅單位面積鮮籽產(chǎn)量,出仁率建立回歸方程Y=0.358X.+3.695X2+0.064X3+0.05+0.388+0.022X910.616.依據(jù)回歸方程計(jì)算綜合評分值,結(jié)合含油率指標(biāo),確定優(yōu)樹選擇指標(biāo),采用聚類分析,選取了32,111,113,123,121,31,25,39,110,5,58相對樣本群體具有明顯增益的11株優(yōu)良單株,并對其各項(xiàng)指標(biāo)做出了綜合分析.分析結(jié)果對云南省油茶良種的多指標(biāo)綜合選育具有一定的參考價(jià)值關(guān)鍵詞:油茶;優(yōu)樹;多指標(biāo);綜合選擇中圖分類號:S794.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號:16728246(2

3、021)03004305AComprehensiveSelectionofExcellentCamelliaoleiferawithMultipleIndicesfromYunnanProvinceHUANGYu,LANGNanjun.,dtheseindiceswithprincipalcomponentanalysiswiththeparametersfromcharacteristicsabove.WeobtainedaregressionequationasY=0.358X1+3.695X2+0.064X3+0.05X6+0.388X8+0.022X.一10.616.Fromtheev

4、aluationfromtheequationandinadditiontotheindexofoi1rateofthetree,wed,年均降雨量1199.6toni,年均相對濕度為83.5%,全年無霜期在327天以上,平均年總輻射量12035卡/cm,平均年日照時(shí)數(shù)1764.5h¨9.富寧縣的各種環(huán)境條件在云南省油茶分布區(qū)域具有較強(qiáng)的代表性,據(jù)2005年森林資源二類調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,富寧縣現(xiàn)有油茶林約3533.33hm.1.2調(diào)查方法油茶優(yōu)樹選擇普遍采用典型樣樹調(diào)查法,典型樣樹(即優(yōu)良單株)確實(shí)定是通過實(shí)地觀i貝0卜J.本項(xiàng)研究中初選出的優(yōu)良單株2021年由林業(yè)局各油茶調(diào)查小組到

5、各油茶主產(chǎn)區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行實(shí)地觀察,按樹形好,結(jié)果好,果實(shí)美觀,無病蟲害等初選標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記待選優(yōu)株,經(jīng)2021年篩選后作為2021年復(fù)選候選優(yōu)株.對于每一棵油茶待選優(yōu)樹單株,用油漆標(biāo)記,直接調(diào)查測定權(quán)屬,小地名,造林時(shí)間,造林方法,海拔,經(jīng)緯度,生長地位置,坡度,坡向,近期管護(hù)情況,樹冠及樹干形態(tài),土層厚度,土壤質(zhì)地,樹高,胸徑,冠幅,結(jié)果量等17個(gè)指標(biāo).前4項(xiàng)的信息獲取主要依靠咨詢當(dāng)?shù)剞r(nóng)民群眾,海拔,經(jīng)緯度用GPS測定;生長地位置,坡度,坡向,近期管理情況經(jīng)實(shí)地觀測得出;土層厚度,土壤質(zhì)地通過11/1深的土壤剖面確定;樹高,胸徑,冠幅用皮尺測定¨.統(tǒng)計(jì)記錄油茶優(yōu)株當(dāng)年的結(jié)果數(shù),隨機(jī)摘取茶果

6、50個(gè),抽取2O個(gè)及時(shí)(1天內(nèi))進(jìn)行果實(shí)性狀的測量,用游標(biāo)卡尺測量茶果的縱徑,橫徑,棱徑,用電子天平稱取平均單果重,平均單果果皮重,平均單果籽實(shí)重,剝開果實(shí)時(shí)記錄單果平均種子粒數(shù).間接測算鮮果出籽率,三徑均值,單位投影面積鮮果及鮮籽產(chǎn)量,果形系數(shù),出仁率,出油率等幾項(xiàng)指標(biāo).1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法1.3.1指標(biāo)的選取及量化工程組2021年9月在文山州富寧縣共調(diào)查油茶優(yōu)良單株139株,所選優(yōu)良單株均要求無病蟲害發(fā)生作為前提指標(biāo),故沒有列入主成分分析指標(biāo).每株均作了上述的各項(xiàng)指標(biāo)的監(jiān)測和調(diào)查,選取了10項(xiàng)指標(biāo)(見表1).在選取的10項(xiàng)指標(biāo)因子中,果實(shí)三徑均值,果形系數(shù)2項(xiàng)是與果實(shí)形態(tài)相關(guān)的指標(biāo),平均單果

7、重,平均單果籽實(shí)重,平均單果果皮重,鮮果出籽率,冠幅單位面積鮮果產(chǎn)量,冠幅單位面積鮮籽產(chǎn)量,出仁率,種仁出油率8項(xiàng)是與油茶優(yōu)株產(chǎn)量有關(guān)的指標(biāo),均為實(shí)際觀測或測算值.其中平均單果果皮重為負(fù)向因子,故給予負(fù)值評價(jià);冠幅面積通過模擬橢圓面積計(jì)算得出結(jié)果,果形系數(shù)通過橫徑的2倍除以縱徑加棱徑之和計(jì)算得出結(jié)果.其中種仁含油率作為硬性指標(biāo),單獨(dú)分析,通過對其他9項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)(見表2),其KMO值大于0.7,說明這9項(xiàng)指標(biāo)變第3期黃鈺等:云南油茶優(yōu)樹多指標(biāo)綜合選擇研究45量可以進(jìn)行主成分分析.表1指標(biāo)變量Tab.1IndicesofthevariationsKaiserMeyer里!壁墮,-壬O

8、lk.in縣l黼自由度顯著性P值適切性量數(shù)分配值上0.7121902360.0001.3.2統(tǒng)計(jì)分析方法本次選優(yōu)將所采集的指標(biāo)因子數(shù)據(jù)全部放入因子分析模型中計(jì)算,得出單株的評分值,并按此得分建立回歸模型,通過回歸模型算得綜合得分,作為確定是否為優(yōu)良單株的主要標(biāo)準(zhǔn).油茶選優(yōu)以含油率高,產(chǎn)種量高,適應(yīng)性強(qiáng)為目標(biāo),根據(jù)適地適樹的原那么,選育適合在油茶適生區(qū)域推廣的油茶品種.通過對云南省富寧縣調(diào)查的139株油茶候選單株的9個(gè)指標(biāo)因子進(jìn)行主成分分析,相關(guān)性分析,找出與單株優(yōu)良性關(guān)系最密切的因子,然后運(yùn)用回歸分析建立得分值的回歸方程,得出待選油茶單株的綜合評分值,結(jié)合種仁含油率實(shí)測值,運(yùn)用聚類分析對候選優(yōu)

9、株進(jìn)行綜合選擇¨卜M.選擇結(jié)果與預(yù)選優(yōu)樹樣本群體進(jìn)行比照分析,驗(yàn)證選優(yōu)方法的科學(xué)性.所有的統(tǒng)計(jì)計(jì)算都是在SPSS16.0軟件的支持下完成.,2結(jié)果與分析2.1主成分因子確實(shí)定及其特征值的分析此次選優(yōu)調(diào)查中,每株的調(diào)查因子有20多項(xiàng),能比擬全面地反映該株的優(yōu)良性.利用平均正交旋轉(zhuǎn)(equamax)的主成分分析法進(jìn)行分析,選取與單株優(yōu)良l生關(guān)系最密切的9項(xiàng)指標(biāo),特征值到達(dá)0.8以上,劃分成5個(gè)主成分.從表3,表4可以看出,第1主成分以平均單果重,平均單果籽實(shí)重,果實(shí)三徑均值,平均單果皮重4項(xiàng)指標(biāo)變量為主,涵蓋的信息量最大,占總信息量的43.438%;第2主成分以冠幅單位面積鮮果產(chǎn)量,冠幅

10、單位面積鮮籽產(chǎn)量2項(xiàng)指標(biāo)變量為主,占總信息量的20.318%,第3主成分以出仁率指標(biāo)變量為主,占總信息量的12.275%,第4主成分以鮮果出籽率指標(biāo)變量為主,占總信息量的11.848%,第5主成分以果形系數(shù)指標(biāo)變量為主,占總信息量的9.062%,前5個(gè)主成分累計(jì)奉獻(xiàn)率為96.941%,根本反映了調(diào)查性狀的總體信息.在分析過程中系統(tǒng)得出這5個(gè)主成分的因子得分值(FAC1一l,FAC21,FAC51),對主成分1,2,3,5的因子得分值F()與各主成分的貢獻(xiàn)率()乘積后相加之和,然后再除以5個(gè)主成分總的累計(jì)奉獻(xiàn)率即得到每株油茶樹的單株評分值.設(shè)評分值為Y(),有:l,=互.表3初始特征值及奉獻(xiàn)率T

11、ab.3Initialeigenvaluesandtheircontributingrate表4主成分載荷表Tab.4Loadingtableofprincipalcomponents45平均單果重平均單果籽重平均單果皮重果實(shí)三徑均值果形系數(shù)鮮果出籽率冠幅單位面積鮮果產(chǎn)量冠幅單位面積鮮籽產(chǎn)量出仁率0.9630.9160.9220.9030.1330.2820.4510.4050.113一O.20oO.1190.239一?0.1490.1850.2930.8650.9080.056一O.O450.0810.0o10.0o8一O.6650.0870.1050.0940.791O.0o80.2790

12、.1530.1370.4o80.8450.1630.0260.1970.0730.1770.0130.0560.5820.3260.1030.0380.565西部林業(yè)科學(xué)2021生2.2回歸模型的建立油茶單株綜合得分值的上下是優(yōu)樹選擇的重要指標(biāo),通過對139個(gè)油茶單株主成分分析總評分值與油茶單株的各個(gè)指標(biāo)因子進(jìn)行回歸分析,建立回歸模型并通過回歸模型計(jì)算得到最終的綜合得分值.首先對油茶主成分分析評分值與各個(gè)指標(biāo)變量進(jìn)行相關(guān)性分析及回歸分析,篩選了平均單果重,果實(shí)三徑均值,果形系數(shù),鮮果出籽率,冠幅單位面積鮮籽產(chǎn)量,出仁率6個(gè)主要指標(biāo)變量同主成分分析總評分值進(jìn)行多元線性回歸分析,建立擬合度高的回歸

13、模型和回歸方程.從表5,表6可知,回歸模型中因變量(主成分分析總評分值)與自變量(6項(xiàng)篩選的指標(biāo)變量)之間的相關(guān)系數(shù)為0.999,回歸模型的顯著性檢驗(yàn)(F檢驗(yàn))結(jié)果中F值為126.7,顯著性概率Sig.=0.000,說明因變量與自變量之間存在高度顯著的線性關(guān)系.在表7中,各指標(biāo)變量(自變量)的回歸系數(shù)顯著性檢驗(yàn)(t檢驗(yàn))結(jié)果顯示,顯著性概率Sig.=0.000,說明各個(gè)自變量對因變量(主成分分析總評分值)的線性作用顯著;同時(shí)由非標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)僅的數(shù)值可得到綜合得分值Y與篩選的6項(xiàng)指標(biāo)變量果實(shí)三徑均值(X),果形系數(shù)(),平均單果重(X3),鮮果出籽率(),冠幅單位面積鮮籽產(chǎn)量(X),出仁率(X9)

14、的回歸方程如下:Y=0.358Xl+3.695X2+0.064X3+0.05X6+0.388X8+0.022X910.616.表5模型概述表Tab.5Tableofthemodelsinbrief模型回歸殘差總體平方和自由度均方F值P值39.18266.530126.70.0oO0.0681320.0o139.250138表7回歸系數(shù)表Tab.7Tableofregressioncoefficients2.3優(yōu)樹等級劃分及選擇標(biāo)準(zhǔn)確實(shí)定種仁出油率及通過回歸方程計(jì)算的綜合評分值是優(yōu)樹選擇的標(biāo)準(zhǔn),其上下共同決定了待選優(yōu)樹的優(yōu)良性.通過利用SPSS軟件的聚類功能對候選單株的綜合評分值進(jìn)行層次聚類分析

15、,確定優(yōu)樹綜合評分值范圍.將139株油茶優(yōu)樹的評分值劃分為5級,分別定為I級,級,級,級,V級,將前3級初步定為優(yōu)樹進(jìn)行下一步篩選(見表8).根據(jù)?油茶(LY/T17302021)優(yōu)樹選擇和優(yōu)良無性系選育技術(shù)規(guī)程?中的規(guī)定,油茶候選優(yōu)株的種仁含油率必須大于42%才能定為優(yōu)株.根據(jù)分析結(jié)果及實(shí)際情況,假設(shè)候選優(yōu)株綜合評分值分級為I級或級,種仁含油率不低于45%就能列為優(yōu)樹;假設(shè)綜合評分值分級為級,種仁含油率不低于49%才能列為優(yōu)樹.利用此篩選標(biāo)準(zhǔn)對選定的優(yōu)樹進(jìn)行更進(jìn)一步的篩選,選出了高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的油茶優(yōu)樹11株.表8綜合評分等級表Tab.8Levelsfromthecomprehensiveeval

16、uation綜合得分值范圍等級株/株1.1I級4<0.1V級83級18級27第3期黃鈺等:云南油茶優(yōu)樹多指標(biāo)綜合選擇研究472.4優(yōu)樹選擇結(jié)果的分析與評價(jià)利用上述的選擇標(biāo)準(zhǔn)從候選優(yōu)樹樣本中篩選出了(32,111,113,123,121,31,25,39,110,5,58)11株優(yōu)樹(詳見表9),入選率為7.9l%.選優(yōu)以高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的種質(zhì)資源為選擇目標(biāo),經(jīng)EXCEL統(tǒng)計(jì)分析,選出的ll株優(yōu)樹在各項(xiàng)指標(biāo)上與候選優(yōu)樹群體相比,都得到較大程度的優(yōu)化.利用優(yōu)株群體各項(xiàng)指標(biāo)的平均增加量與候選優(yōu)樹群體各項(xiàng)指標(biāo)均值的比值作相對增益.其中平均總產(chǎn)量相對增益為72.97%,單果重相對增益為23.08%

17、,平均單果籽實(shí)重相對增益為26.33%,平均單果皮重相對降低9.41%,平均三徑均值相對提高9.92%,冠幅單位投影面積鮮籽產(chǎn)量相對增益為58.40%,冠幅單位投影面積鮮果產(chǎn)量相對增益為54.93%,鮮果出籽率相對增益為15.43%,出仁率相對增益為10.67%,種仁出油率相對增益為17.20%表9被選優(yōu)株的綜合評價(jià)值及含油率Tab.9Comprehensiveevaluationsofselectedindividualtreesandtheiroilrate優(yōu)株號評分值含油率/%優(yōu)株號評分值含油率/%3結(jié)語人工栽培油茶,以生產(chǎn)茶果獲取茶油為目的,但也要兼顧考慮其生長性狀,這兩者是相輔相成的

18、.油茶生長發(fā)育好,出籽率高,含油率高,商品價(jià)值就大.目前油茶選優(yōu)中選取的全都是產(chǎn)量指標(biāo)(單果重,含油率,鮮果出籽率,單位投影面積鮮果產(chǎn)量),這4項(xiàng)指標(biāo)容易受外部環(huán)境的影響,極不穩(wěn)定,且它們之間存在明顯的相關(guān)性,難以全面說明油茶單株的遺傳性狀.采取何種方法能到達(dá)全面反映油茶待選單株遺傳特性的目的,是目前許多油茶選育研究者探討的一個(gè)問題.本項(xiàng)研究采用因子分析的主成分分析法,對油茶單株多項(xiàng)性狀指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均正交旋轉(zhuǎn)后再運(yùn)用主成分分析法,平均正交旋轉(zhuǎn)處理切斷了各性狀指標(biāo)問的相關(guān)關(guān)系,使各性狀指標(biāo)在獨(dú)立的通徑關(guān)系上進(jìn)行主成分綜合評價(jià),提高了油茶優(yōu)樹選擇的效果.在油茶優(yōu)樹的選擇過程中,通過對139株優(yōu)樹的單株總產(chǎn)量,冠幅,平均單果重,果實(shí)三徑,鮮果出籽率,出仁率,種仁含油率等幾項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)查,綜合選出11株優(yōu)樹.但在選擇過程中沒有考慮復(fù)雜的外部環(huán)境因素對于優(yōu)株的影響,且調(diào)查數(shù)據(jù)沒有進(jìn)行多年平均,故具有一定的局限性.假設(shè)能采用連續(xù)34年相關(guān)性狀指標(biāo)的數(shù)據(jù)并結(jié)合立地條件,環(huán)境因素,同時(shí)考慮優(yōu)樹的抗逆性及茶油油品,進(jìn)行優(yōu)樹選擇綜合分析,預(yù)計(jì)得到的選優(yōu)結(jié)果可以更加合理和科學(xué).參考文獻(xiàn):1國家油茶中心.油茶高效實(shí)用栽培技術(shù)M.北京:科學(xué)出版社,20